(57)【要約】【課題】  応答性の良い燃料噴射弁と高圧燃料ポンプを一体化することによって高圧管を不要としコストダウンを図ることができる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】  インジェクタ９と；インジェクタ９を駆動するピエゾ素子３８と；インジェクタ９に燃料を圧送する高圧燃料ポンプ１０と；高圧燃料ポンプ１０を駆動する磁歪素子と；磁歪素子を駆動するコイル３０と；を備える燃料噴射制御装置において、コイル３０が、ピエゾ素子３８を駆動する昇圧回路５０の昇圧コイルを兼ねることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁と；
前記燃料噴射弁を駆動する圧電素子またはソレノイドと；
前記燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプと；
前記燃料ポンプを駆動する磁歪素子と；
前記磁歪素子を駆動する磁歪素子駆動用コイルと；を備え、
前記磁歪素子駆動用コイルが、前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路の昇圧コイルを兼ねることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁と前記燃料ポンプとが一体化されていることを特徴する請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記磁歪素子を駆動する駆動回路と、前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路とが、ドライバユニットに設けられ、
前記ドライバユニットが、前記燃料噴射弁および前記燃料ポンプと一体化されていることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記磁歪素子を駆動する駆動回路と前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路とがドライバユニットに設けられ、
前記ドライバユニットと前記燃料ポンプと前記燃料噴射弁とが、隣接して配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射弁の開閉弁近傍に、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に燃料を供給する高圧流路が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃焼効率を向上させるため、電気的に燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置が知られている。この燃料噴射制御装置の燃料噴射弁には、ソレノイドで生成される磁気力によって可動鉄心部を駆動して弁の開閉を行うものがある（例えば、下記の特許文献１参照）。
また、燃焼効率の向上のために噴射制御量を微妙に制御する必要から、燃料噴射弁を開閉するためにピエゾ素子などの圧電素子や磁歪素子などが用いられる場合がある（例えば、下記の特許文献２参照）。
近年、燃焼効率を向上させるために直接的にエンジンに燃料を噴射するいわゆる直噴型のエンジンが採用されてきているが、この種のエンジンでは高圧に圧縮された燃料を気筒の頭部に設けられた燃料噴射装置に送り直接気筒内へ燃料を噴射する構造であるため、高圧燃料ポンプ、高圧配管および応答性の良い燃料噴射弁とこれを駆動する昇圧回路が必須の構成となっている。
【特許文献１】特開２０００−２７４３２９号公報
【特許文献２】特開平０９−３１０６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者のソレノイド方式や後者の圧電素子、磁歪素子方式等を用いた燃料噴射弁では、昇圧回路に加え高圧ポンプや高圧配管などが別途必要となり高価なシステムになるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、応答性の良い燃料噴射弁と高圧燃料ポンプを一体化することによって高圧配管を不要としコストダウンを図ることができる燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明は、燃料噴射弁（例えば、実施の形態におけるインジェクタ９）と；前記燃料噴射弁を駆動する圧電素子（例えば、実施の形態におけるピエゾ素子３８）またはソレノイド（例えば、実施の形態におけるコイル６８）と；前記燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプ（例えば、実施の形態における高圧燃料ポンプ１０）と；前記燃料ポンプを駆動する磁歪素子（例えば、実施の形態における磁歪素子２７）と；前記磁歪素子を駆動する磁歪素子駆動用コイル（例えば、実施の形態におけるコイル３０）と；を備え、前記磁歪素子駆動用コイルが、前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路（例えば、実施の形態における昇圧回路５０）の昇圧コイルを兼ねることを特徴とする。
本発明においては、磁歪素子駆動用コイルが、圧電素子またはソレノイドを駆動する駆動回路の昇圧コイルを兼ねることにより、応答性の良い燃料噴射を実現できるとともに、部品点数を削減してコストダウンを図ることが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、前記燃料噴射弁と前記燃料ポンプとが一体化されていることを特徴する。
本発明においては、燃料ポンプから燃料噴射弁への距離が短縮され、燃料の圧送距離を短縮することが可能となり、燃料タンクから燃料を圧送するための高圧ポンプ、高圧配管等の構成部品に安価な低圧用のものを使用することが可能になる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、前記磁歪素子を駆動する駆動回路（例えば、実施の形態におけるコイル駆動回路４４）と、前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路とが、ドライバユニット（例えば、実施の形態におけるドライバユニット４）に設けられ、前記ドライバユニットが、前記燃料噴射弁および前記燃料ポンプと一体化されていることを特徴とする。
本発明においては、磁歪素子をドライバユニットに接続するための外部配線、および圧電素子またはソレノイドをドライバユニットに接続するための外部配線を省略することが可能になり、磁歪素子周囲の空間を有効利用することが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、前記磁歪素子を駆動する駆動回路と前記圧電素子または前記ソレノイドを駆動する駆動回路とがドライバユニットに設けられ、前記ドライバユニットと前記燃料ポンプと前記燃料噴射弁とが、隣接して配置されていることを特徴する。
本発明においては、燃料ポンプ、燃料噴射弁およびドライバユニットの各々の距離が短くなり、各機器を接続する配線や高圧配管を短縮することが可能になるので、さらなるコストダウンを図ることができる。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、前記燃料噴射弁の開閉弁近傍に、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に燃料を供給する高圧流路（例えば、実施の形態における高圧流路１８）が設けられていることを特徴とする。
本発明においては、燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の圧力損失をできる限り抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、磁歪素子駆動用コイルが、圧電素子またはソレノイドを駆動する駆動回路の昇圧コイルを兼ねることにより、応答性の良い燃料噴射を実現できるとともに、部品点数を削減してコストダウンを図ることが可能となるので、燃料噴射制御装置のシステム全体を安価に構築することができる。
【００１１】
請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、燃料ポンプから燃料噴射弁への距離が短縮され、燃料の圧送距離を短縮することが可能となり、燃料タンクから燃料を圧送するための高圧ポンプ、高圧配管等の構成部品に安価な低圧用のものを使用することが可能になるので、今まで高価だった構成部品の単価を低減しコストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載した発明によれば、請求項１または請求項２の効果に加え、磁歪素子をドライバユニットに接続するための外部配線、および圧電素子またはソレノイドをドライバユニットに接続するための外部配線を省略することが可能になり、磁歪素子周囲の空間を有効利用することが可能となるので、燃料噴射制御装置のシステム全体の更なる省スペース化を実現することができる。
【００１３】
請求項４に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、燃料ポンプ、燃料噴射弁およびドライバユニットの各々の距離が短くなり、各機器を接続する配線や高圧配管を短縮することが可能になるので、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００１４】
請求項５に記載した発明によれば、請求項１から請求項４のいずれかの効果に加え、燃料ポンプから燃料噴射弁に供給される燃料の圧力損失をできる限り抑えることが可能となるので、内燃機関の燃焼室に供給される燃料の圧力を気筒内圧に対応して高圧に維持したまま噴射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第一の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明におけるシステム構成を示している。１は１２Ｖバッテリを示し、このバッテリ（ＢＡＴＴ）１に電源供給線２，２を介して制御ユニット３とドライバユニット４（ドライバユニット）とが接続されている。ここで、一方の電源供給線２はイグニッションスイッチ（ＩＧ）５を有し、イグニッションスイッチ５の下流側で分岐してドライバユニット４に接続されている。
【００１６】
６は燃料タンクを示し、燃料タンク６の低圧ポンプ７は低圧配管８を介して燃料噴射ユニットＵに接続されている。この燃料噴射ユニットＵはケーシングＣ内にピエゾ素子（圧電素子）式のインジェクタ９（燃料噴射弁）と磁歪素子式の高圧燃料ポンプ１０（燃料ポンプ）を一体に備えたものである。前記燃料噴射ユニットＵは、前記インジェクタ９の開閉弁（後述する弁本体３５）をエンジンＥの燃焼室内１１に配設した状態で、エンジンＥのシリンダヘッド１２に固定されている。
制御ユニット３とドライバユニット４とは、制御ユニット３からドライバユニット４に噴射信号を送る信号線１３と、ドライバユニット４から制御ユニット３にフェールセーフ信号を送る信号線１４とで接続されている。
【００１７】
燃料タンク６の低圧ポンプ７と制御ユニット３とは低圧燃料ポンプ駆動信号を送受信する信号線１５で接続されている。
燃料噴射ユニットＵとドライバユニット４とは、駆動信号を送受信する高電圧信号線１６と磁歪駆動信号を送受信する信号線１７で接続されている。具体的には、高電圧信号線１６は前記インジェクタ９側に接続され、信号線１７は前記高圧燃料ポンプ１０側に接続されている。
【００１８】
次に、図２に基づいて圧電素子であるピエゾ素子を用いた燃料噴射ユニットＵの構造を説明する。
図２に示すように、燃料噴射ユニットＵのケーシングＣ内にはインジェクタ９の収容部９ａと高圧燃料ポンプ１０の収容部１０ａが形成され、これら収容部１０ａと収容部９ａとが高圧流路１８によって接続されている。前記高圧燃料ポンプ１０の収容部１０ａには前述した低圧配管８の接続ポート１９が設けられ、この接続ポート１９に併設してフィルタ５９が設けられた前記高圧流路１８の出口側ポート２０が配置されている。高圧燃料ポンプの収容部１０ａの下半部には前述した低圧配管８の接続ポート１９と高圧流路１８の出口側ポート２０に対応した位置にバルブブロック２１が配置されている。このバルブブロック２１内には前述した低圧配管８の接続ポート１９に対応した位置に吸引弁２２が設けられ、前述した高圧流路１８の出口側ポート２０に対応した位置には加圧弁２３が設けられている。
【００１９】
ここで、吸引弁２２は、高圧燃料ポンプ１０の収容部１０ａが負圧となると開いて後述するポンプ加圧室２６に燃料を低圧配管８側から導き入れ、加圧弁２３はポンプ加圧室２６内に所定以上の圧力が印加されると、弁本体３５（開閉弁）が開いて前述した高圧流路１８を経由してインジェクタ９側に高圧の燃料を供給するものである。
高圧燃料ポンプ１０の収容部１０ａの上半部にはバルブブロック２１に密接配置されたピストン２４が設けられている。このピストン２４は、前述したバルブブロック２１との間にピストン戻しスプリング２５を介して常時互いに離反する方向に付勢されるものであって、ポンプ加圧室２６は容積が極めて小さいものであるが、この部位に燃料が充填されるようになっている。尚、図示都合上バルブブロック２１とピストン２４のハッチングは省略している。
【００２０】
ピストン２４の中央部には棒状の磁歪素子２７が配置され、この磁歪素子２７の上端部がセット加重を調整するためのナット２８を供えた位置調整ボルト２９によって前記ピストン２４に押圧されている。磁歪素子２７の周囲にはコイル３０（磁歪素子駆動用コイル）が設けられ、このコイル３０をボビン３１にセットした状態で磁歪素子２７に装着されている。また、このコイル３０がコイル通電用引き出しハーネス３９を介して前述のドライバユニット４に接続されている。尚、前記ケーシングＣの上壁とピストン２４との間には磁歪素子２７を取り囲むようにしてＯリング３２が配置され、また、前記バルブブロック２１とピストン２４との間には２つのバルブ、吸引弁２２と加圧弁２３を囲む位置にＯリング３３が設けられ、収容部１０ａの下面とバルブブロック２１の加圧弁２３の周囲との間にもＯリング３４が配置されている。
【００２１】
一方、インジェクタ９の収容部９ａ内には、前述した高圧流路１８の吐出端が開口する部位に、弁本体３５が設けられている。弁本体３５は、プランジャー戻しスプリング３６を介してスライド自在に設けられており、弁本体３５の上端は、ピストン３７を介してピエゾ素子３８によって押圧されるように構成されている。
前記収容部９ａの上部側壁には樹脂モールドによってカプラ４０が突設されている。このカプラ４０は前記ピエゾ素子３８に接続されており、前記電圧信号線１６（図１参照）が接続されるものである。前記ピエゾ素子はこの電圧信号線１６を介して前述のドライバユニット４に接続されている。
尚、ピエゾ素子３８は前述した磁歪素子２７と同様、セット加重を調整するナット２８を備えたボルト２９を介して位置調整可能に押圧されている。ここで、弁本体３５を配設されたケーシングＣの先端は、下側に延出して形成され、この先端部分が前述した燃焼室内１１に臨むように配設されている。
【００２２】
次に、図３に基づいてドライバユニット４の構成について説明する。
図３に示すように、ドライバユニット４は、この制御を行う制御コンピュータ（ＥＣＵ）４１を有している。この制御コンピュータ４１は通信インターフェース回路（ＩＦ）４２を介して、または、直接的に前記制御ユニット３に接続されている。具体的には、前記制御コンピュータ４１は前記通信インターフェース回路４２を介して制御ユニット３に状態監視信号を出力し、前記制御ユニット３は前記通信インターフェース回路４２を介して制御コンピュータ４１に噴射時期信号、噴射時間信号および状態監視信号等を出力する。
さらに、前記制御ユニット３は直接的に前記制御コンピュータ４１にインジェクション噴射信号を出力している。
【００２３】
前記制御コンピュータ４１には前記磁歪素子２７を駆動するためのコイル駆動回路４４が接続されている。このコイル駆動回路４４は前記コイル３０を駆動するためのものであり、トランジスタ４５０と抵抗４６０，４７０とから構成されている。前記トランジスタ４５０のコレクタは前記磁歪用コイル３０のアース側に接続され、前記トランジスタ４５０のエミッタは抵抗４８を介してアースに接続されている。さらに、前記トランジスタ４５０のベースは抵抗４６０を介して前記制御コンピュータ４１に接続されており、ポンプ用磁歪素子駆動信号が前記制御コンピュータ４１から入力されるものである。
尚、前記トランジスタ４５０のベースとアース間には保護用としての抵抗４７０が接続されている。
【００２４】
前記抵抗４８はコイル３０に通電される電流を制限すると共に、この電流の大きさを電圧信号（コイル電流モニタ信号）に変換するいわゆるシャント抵抗として利用されるものである。この抵抗４８の前記コイル駆動回路４４側は増幅器４９を介して制御コンピュータ４１に接続されている。この増幅器４９は前記電圧信号を増幅して前記制御コンピュータ４１に出力するものである。
【００２５】
前記コイル駆動回路４４のトランジスタ４５０のコレクタにはこのコイル駆動回路４４と並列になるように昇圧回路５０（駆動回路）が接続されている。この昇圧回路５０は高圧用コンデンサ５１とダイオード５２から構成されている。
この高圧用コンデンサ５１のダイオード５２側は、昇圧した電圧をモニタするためのモニタ回路５３と高電圧信号線１６を介して前記ピエゾ素子３８に接続されている。このモニタ回路５３は前記制御コンピュータ４１に接続されており、前記昇圧回路５０で発生した高電圧を分圧し、低電圧の昇圧電圧モニタ信号として前記制御コンピュータ４１に出力するものである。
【００２６】
前記制御コンピュータ４１には、２つの入力端子と１つ出力端子を備えた加算器５４が接続されている。この入力端子の一方は前記制御コンピュータ４１からフェールゲート信号が入力されるものであり、他方は前記インジェクション噴射信号が分岐して入力されるものである。また、前記出力端子はピエゾ駆動回路４３に接続されている。このピエゾ駆動回路４３は、前記コイル駆動回路４４と同様にトランジスタ４５１と抵抗４６１，４７１とから構成され、前記加算器５４から駆動信号が入力されるものである。前記トランジスタ４５１のコレクタはピエゾ素子３８に接続され、エミッタはアースに接続されている。また、ベースは抵抗４６１を介して前記加算器５４の出力端子に接続されている。
【００２７】
ここで、フェールゲート信号とは、前記制御コンピュータ４１に入力される前記各信号に基づいて燃料噴射を停止する必要があると判定された場合、即座に加算器５４に対して燃料噴射を停止させるためのものである。したがって、通常は前記制御ユニット３から入力される前記インジェクション噴射信号のみを利用して前記加算器５４でピエゾ駆動回路４３を制御することとなる。
尚、前記コイル駆動回路４４と同様に前記ピエゾ駆動回路４３のトランジスタ４５１のベースとアース間には保護用抵抗４７１が接続されている。
【００２８】
前記制御コンピュータ４１には電源回路（ＣＯＮＶ）５６が接続されている。この電源回路５６は外部の電源供給源である前記バッテリ１と前記磁歪用コイル３０の間から分岐して接続されている。また、前記制御コンピュータ４１と前記電源回路５６の間には、上記以外にリセット信号と状態監視信号を入出力する信号線５７が接続されている。
尚、前記制御コンピュータ４１には基準電位としてのアース（ＧＮＤ）が接続されている。
【００２９】
次に、図４に基づいて前述した高圧燃料ポンプ１０の特性について説明する。
図４は縦軸を流量Ｑ、横軸を圧力Ｐとし、ポンプを駆動する駆動周波数、デューティ比およびコイルピーク電流を一定とした場合の高圧燃料ポンプの特性を実線で示している。図中破線は実施の形態におけるポンプの作動点を示したものである。
ここで、このポンプの作動点ＡをＢ方向に引き上げるためには、ポンプの駆動周波数と磁歪素子のコイル通電電流（Ｎ・Ｉ）により前記コイル３０の磁界を強くすれば良い。すなわち、前記ポンプの駆動周波数を上げると流量Ｑが上昇し、コイル通電電流を大きくすると圧力Ｐと流量Ｑとが同時に上昇する関係にあるため、エンジン特性から要求されるポンプ作動点での流量Ｑと、後述する昇圧回路５０の昇圧特性からバランスの取れた駆動周波数、デューティ比およびコイル通電電流が求められ、前記ドライバユニット４にて演算処理させることで、前記磁歪素子２７と前記ピエゾ素子３８とを駆動させることが可能となる。
【００３０】
次に、図５に基づいてピエゾ素子３８を駆動する昇圧回路５０の特性について説明する。
図５は縦軸を電圧と電流、横軸を時間Ｔとし、図４と同様に駆動周波数、デューティ比およびコイルピーク電流を一定にした場合の各箇所の電圧、電流を示したものである。
ここで、前記高圧燃料ポンプを駆動する際、前記コイル駆動回路４４をオン、オフさせると、前記コイル３０に流れるコイル電流（図中実線で示す。）がオン、オフされる。そして、このコイル３０のコイル電流がオフされるときに、前記コイル駆動回路４４のトランジスタ４５０のコレクタとアース間にはコレクタ電圧（図中一点鎖線で示す）として昇圧エネルギーｂ（Ｌ・Ｉ２）が生じる。この昇圧エネルギーｂは通常エネルギー損失として扱われているため、この昇圧エネルギーｂを前記昇圧回路５０のコンデンサ５１にチャージし、前記ピエゾ素子３８を駆動するエネルギー（Ｃ・Ｖ２、図中太い破線のコンデンサ電圧で示す）として利用しているのである。
尚、前記Ｌはコイル３０のインダクタンス、Ｉはコイル３０の通電電流、Ｃはコンデンサ５１のキャパシタンス、Ｖは前記コンデンサ５１に発生する昇圧電圧を示している。
【００３１】
次に図６に基づいて、上述した燃料噴射ユニットＵを例えば直列四気筒のエンジンＥに適用した場合について説明する。
図６に示すように、前記燃料噴射ユニットＵは各気筒のシリンダヘッド１２毎に設けられ、これらの燃料噴射ユニットＵのインジェクタ９と高圧燃料ポンプ１０は信号線を介してドライバユニット４に接続されている。
そして、前記低圧配管８は各燃料噴射ユニットＵの高圧燃料ポンプ１０に分岐して接続されている。そして、前述したようにこの高圧燃料ポンプ１０に隣接するインジェクタ９の延出部分が各燃焼室内１１に臨むように配置されている。
尚、図示都合上、図６におけるドライバユニット４は、一つのケース内に各燃料噴射ユニットＵに対応するドライバユニット４の４回路分が収容されているものとして表している。
【００３２】
次に、作用について説明する。
制御ユニット３からドライバユニット４に対して燃料噴射のためのインジェクション噴射信号が送られると、制御コンピュータ４１からトランジスタ４５０のベース（コイル駆動回路４４）にポンプ用磁歪素子駆動信号が入力され、バッテリ１からコイル３０にポンプ用磁歪素子駆動信号に対応した電流が流れる。このとき、前記コイル３０に発生した磁界により磁歪素子２７が変位する。
燃料噴射ユニットＵの高圧燃料ポンプ１０では、前記磁歪素子２７によってピストン２４が上方から押圧されるため、ポンプ加圧室２６に吸引されていた燃料が加圧される。そして、所定以上の圧力がポンプ加圧室２６に印加されると、加圧弁２３の弁が開いて高圧流路１８に高圧の燃料が押し出される。この高圧の燃料が高圧流路１８を介してインジェクタ９の弁本体３５の近傍に圧送される。
【００３３】
そして、磁歪素子２７が変位するのと同時に昇圧回路５０において、前記コイル３０に発生した昇圧電圧（図５のコレクタ電圧）によって前記コンデンサ５１がチャージされる。前記制御ユニット３からトランジスタ４５１のベース（ピエゾ駆動回路４３）にインジェクション噴射信号が入力されると、インジェクタ９のピエゾ素子３８にコンデンサ５１にチャージされた電圧（図５のコンデンサ電圧）が印加され、このピエゾ素子３８が変位する。
前記燃料噴射ユニットＵのインジェクタ９では、前記ピエゾ素子３８の変位によりピエゾ素子３８によってピストン３７が上方から押圧される。そして、前記ピストン３７に連動して前記弁本体３５が開き前述した高圧燃料ポンプ１０から圧送された燃料がエンジンＥの燃焼室内１１に供給されることとなる。
【００３４】
したがって、上記第一の実施の形態によれば、前記磁歪素子２７のコイル３０が、前記ピエゾ素子３８を駆動する昇圧回路５０用のコイルを兼ねるので、その結果、応答性の良い燃料噴射を実現できると共に、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
また、インジェクタ９と高圧燃料ポンプが同一ケーシングＣ内に収容されているため、高圧燃料ポンプ１０から送られた燃料の圧力損失をできる限り抑えて弁本体３５に供給することが可能となる。
さらに、燃料タンク６からの配管が低圧のものでよく（低圧配管８）高圧流路１８により高圧配管を廃止できるのでコストダウンを図ることができる。
したがって、エンジンＥの燃焼室内１１に供給される前記燃料の圧力をエンジンＥの燃焼室内１１の圧力に対応して高圧に維持したまま噴射することが可能となるので、応答性の上で有利な直噴型エンジンに用いた場合に好適である。
【００３５】
次に、図７に基づいて、この発明の第二の実施の形態であるソレノイド式インジェクタを用いた燃料噴射ユニットＵについて説明する。
尚、図７において、ソレノイド式インジェクタ以外の構成および作用は前述の第一の実施の形態と同様であるので同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、インジェクタ９の収容部９ａ内には、前述した高圧流路１８の吐出端が開口する部位に、ニードル７０（開閉弁）が設けられている。ニードル７０は、スプリング６０を介してスライド自在に設けられている。スプリング６０の上部は、円筒状の固定コア６１と、この内側に上方から圧入されたインナーカラー６２によって形成された凹部６３に嵌合されている。このインナーカラー６２は前述したセット加重を調整するナット２８と同様に、前記スプリング６０の上面を押圧するものである。
【００３６】
前記スプリング６０の下部は可動コア６４の上部に形成された凹部６５に嵌合されている。この可動コア６４は前記ニードル７０の上部に一体化されたものであり、この周囲には円筒状に形成された金属製のバルブボディ６６が設けられている。
したがって、前記凹部６５へのスプリング６０の押圧力はニードル７０を下方に付勢する力として作用することとなる。
尚、前記バルブボディ６６と、この上部に設けられた非磁性材のパイプ６７と前記固定コア６１とは溶接によって一体化されている。
【００３７】
前記バルブボディ６６の下端には、円筒状で下端に噴出孔７２が形成されたバルブシート７１の上端が嵌合されている。このバルブシート７１は収容部９ａに圧入されている。
ここで、前記噴出孔７２は前記ニードル７０の下端部の形状に対応したものである。
【００３８】
前記非磁性材のパイプ６７および可動コア６４から固定コア６１の下半部にかけて、これらの外周にコイル６８（ソレノイド）が巻装されている。そして、このコイル６８は、前述したインジェクタ９上部側壁に設けられたカプラ４０を介してドライバユニット４に接続されている。
具体的には、前記ドライバユニット４からの高電圧が前記コイル６８に印加され、前記可動コア６４がコイル６８の発生する磁気力によって、前記バルブボディ６６に沿って上方にスライドし噴出孔７２が開放される。そして、前記高圧燃料ポンプ１０から圧送された燃料が開放された噴出孔７２から燃焼室内１１に供給されることとなる。
【００３９】
したがって、上記第二の実施の形態によれば第一の実施の形態と同様に、前記磁歪素子２７のコイル３０が、前記ソレノイドを駆動する昇圧回路５０用のコイルを兼ねるので、その結果、応答性の良い燃料噴射を実現できると共に、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
また、インジェクタ９と高圧燃料ポンプが同一ケーシングＣ内に収容されているため、高圧燃料ポンプ１０から送られた燃料の圧力損失をできる限り抑えて噴出孔７２に供給することが可能となる。
さらに、燃料タンク６からの配管が低圧のもの（低圧配管８）でよく高圧流路１８により高圧配管を廃止できるのでコストダウンを図ることができる。
したがって、エンジンＥの燃焼室内１１に供給される前記燃料の圧力をエンジンＥの燃焼室内１１の圧力に対応して高圧に維持したまま噴射することが可能となるので、応答性の上で有利な直噴型エンジンに用いた場合に好適である。
【００４０】
次に、図８に基づいて第三の実施の形態を説明する。
前述した実施の形態では、構成要素としてドライバユニット４を示しているのみで、具体的な配置、位置については説明していないが、この実施の形態は、ドライバユニット４（図示都合上ハッチングで示す）を、磁歪素子２７を取り囲むように配置したものである。
そして、図２の説明で述べたコイル通電用引き出しハーネス３９とカプラ４０に代えて、前記ドライバユニット４には前記ドライバユニット４と制御ユニット３を接続するためのハーネス５８が設けられている。
尚、他の構成および作用については前述の実施の形態と同様であるので同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
【００４１】
したがって、この実施の形態によれば、磁歪素子２７の周囲にドライバユニット４を配置することによって、前記磁歪素子２７および前記ピエゾ素子３８からドライバユニット４に接続するためのコイル通電用引き出しハーネス３９とカプラ４０を省略することができる。また、前記磁歪素子２７周囲の空間を有効利用することができ、システム全体の更なる省スペース化が可能となる。
【００４２】
次に、図９に基づいて第四の実施の形態を説明する。
前述した第一から第三の実施の形態では磁歪素子を用いた高圧ポンプまたはドライバユニット４がインジェクタ９と一体に形成されていたが、この第四の実施の形態では、前記高圧燃料ポンプ１０がインジェクタ９の近傍に設けられている。
前記高圧燃料ポンプ１０には低圧ポンプ７を介して前述した燃料タンク６に設けられた低圧ポンプ７が接続されている。そして、前記高圧燃料ポンプ１０から高圧配管７３を介して前記各インジェクタ９が接続されている。
尚、他の構成および作用については前述の第一から第三の実施の形態と同様であるので同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
【００４３】
したがって、この実施の形態によれば、前記高圧燃料ポンプ１０と前記インジェクタ９とドライバユニット４とが隣接して配置されていることで、前記高圧燃料ポンプ１０、前記インジェクタ９およびドライバユニット４の各々の距離が短縮するため、これらを接続する各信号線１６，１７や前記高圧配管７３を短縮することができ、したがって、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
尚、この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば、二輪車などに用いる場合、燃料タンク６の直下にエンジンＥがレイアウトされているため、低圧ポンプ７が不要となり燃料タンク６から高圧燃料ポンプの接続ポート１９への直接結合が可能となる点で有利である。
また、直列四気筒エンジンに適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく様々なレイアウトおよび気筒数のエンジンに対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態における燃料噴射ユニットの断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態におけるドライバユニットの内部構成回路図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態における流量と圧力の関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態における昇圧回路の波形グラフ図である。
【図６】本発明の第一の実施の形態における構成図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態における図２に相当する断面図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態における図２に相当する断面図である。
【図９】本発明の第四の実施の形態における図６に相当する構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
４  ドライバユニット
９  インジェクタ（燃料噴射弁）
１０  高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
１８  高圧流路
２７  磁歪素子
３０  コイル（磁歪素子駆動用コイル）
３５  弁本体（開閉弁）
３８  ピエゾ素子（圧電素子）
４４  コイル駆動回路（駆動回路）
５０  昇圧回路（駆動回路）
６８  コイル（ソレノイド）
７０  ニードル（開閉弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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